Закономерности синтеза полимерных материалов с перспективными свойствами и исходных соединений для их получения (промежуточный, 2 этап)

Объектами исследования являются полиимидные материалы на основе алициклосодержащих диаминов и диангидридов тетракарбоновых кислот, привитые (мет)акриловые полимеры на поверхности полимерных субстратов, хитозан, полимерные пленки на основе функциональных метакриловых (со)полимеров и их смесей, полимерные электролиты на основе функциональных (со)полимеров и их смесей. Цель работы заключается в разработке научных основ получения оптически прозрачных сополиимидов на основе алициклосодержащих диаминов, полимерных пленок на основе функциональных метакриловых (со)полимеров и их смесей, полимерных электролитов на основе функциональных (со)полимеров и их смесей, привитых сополимеров хитозана и металл-полимерных композиций на основе хитозана и полиэтиленимина, обладающих улучшенными и/или перспективными свойствами. В работе синтезированы синтезированы сополиимиды на основе адаманатансодержащего диамина и диангидридов 2,3,3’,4’-бифенилтетракарбоновой кислоты (a-ДФДА) и 5,5'-(1,1,1,3,3,3-гексафторпропан-2,2-диил)бис(2-бензофуран-1,3-дион) (Ф6ДА) и показано, что они обладают хорошими термоокислительными свойствами (Т5%= 465-485 ° С), наряду с высокой оптической прозрачностью (Т400 =60- 80 %), в сравнении с сополиимидами на основе тех же диангидридов и диамина 2,2’-бис(трифторметил)бифенил-4,4’-диамин (ТФБД), содержащего объемные трифторметильные фрагменты (Т400 =38- 67 %). Впервые показано, что в условиях одностадийной высокотемпературной циклизации в смеси растворителей сульфолан-толуол адамантансодержащие диамины проявляют высокую реакционную способность. Определены кинетические параметры процесса полициклодегидратации ПАК, содержащих адамантановые фрагменты. Синтезированные полиимиды (ПИ) демонстрируют высокие значения приведенной вязкости (1.3-1.4 дл/г), а полученные ПИ пленки обладают хорошими оптическими свойствами (Т400 =83-85 %) и низким индексом желтизны (1.10-1.20). Изучены особенности термической деструкции сополиимидов на основе пиромеллитового диангидрида, 4,4’-диаминодифенилового эфира и [2-(аминометил)бицикло[2.2.1]гепт-3-ил]анилинов. Определены эффективные энергии активации процесса термической деструкции. Показано, что в случае бициклосодержащих полиимидов, гидролитические реакции в меньшей степени сказываются на процессе термической деструкции по сравнению с полностью ароматическими полиимидами. Предложены смесевые полимерные пленки на основе поливинилиденфторида (ПВДФ) и метакриловых полимеров (полиглицидилметакрилат (ПГМА), поли-2-гидроксиэтилметакрилат (ПГЭМА)) в качестве твердых полимерных электролитов (ТПЭ) с ионной проводимостью до 10-3 См/см. Показано, что наибольшую ионную проводимость обеспечивают полимерные композиции ПВДФ-ПГМА и ПВДФ-ПГЭМА с соотношением 3:1 и содержанием соли лития в составе композиции 50 масс. %. Показано, что введение наполнителя SiO2 позволяет на порядок увеличить ионную проводимость и снизить энергию активации в 2 раза. Предложены хитозановые пленки, сшитые глутаровым альдегидом, для создания материалов медицинского назначения – носителей фармакологических препаратов, ускоряющих физиологические процессы заживления ран. Изучено влияние количества глутарового альдегида, пластификатора, желатина на физико-механические и лиофильные характеристики полученных материалов. В данном исследовании предлагается материал для избирательного поглощения нефтепродуктов на основе высокопористого целлюлозного нетканого материала, модифицированного сополимерами глицидилметакрилата и лаурилметакрилата. Показано, что модифицированный материал обладает супергидрофобными/олеофильными свойствами с углами смачивания водой до 160°, водопоглощением менее 1 г/г (сниженным в 25 раз по сравнению с исходным материалом) и поглощением нефтепродуктов до 40 г/г. Предложен способ получения водорастворимого сополимера хитозана с триметил[метакрилоксиэтил]аммоний метилсульфатом в присутствии инициатора персульфата аммония (ПСА) в «мягких» условиях с сохранением исходной молекулярной массы хитозана. Преимуществом предлагаемого способа синтеза является отсутствие протекания гомополимеризации сомономера. Полученный сополимер может найти применение в качестве высокоэффективного флокулянта. Исследовано влияние рН среды на степень протонирования и растворимости хитозана в воде со степенью деацилирования равной 92%. Показано, что полное растворение хитозана происходит при рН=6, что соответствует его степени протонирования примерно равной 70%. При этом, хитозан с указанной степенью протонирования не образует комплексов с ионами серебра в водных растворах, что делает невозможным использование комплексов хитозана с ионами серебра в качестве прекурсоров для синтеза наноразмерных частиц AgI. Впервые проведены синтезы частиц AgI двумя способами (с избытком ионов Ag+ и I-) в водных растворах полиэтиленимина и хитозана. Методом просвечивающей спектроскопии установлено, что независимо от способа частицы, полученные в присутствии хитозана, характеризуются большими размерами и более широким распределением по размерам, чем в присутствии полиэтиленимина. Установлено, что не зависимо от природы полимера частицы, получаемые при избытке в растворе ионов Ag+, характеризуются меньшими размерами, чем при избытке ионов I-. Полученные композиции могут найти практическое применение в качестве антибактериальных биосовместимых полимерных материалов.